第1章 微型专题 实验：探究物体碰撞时动量变化的规律

1、.微型专题实验：探究物体碰撞时动量变化的规律1. 多项选择用如图1所示的装置探究物体碰撞时动量变化的规律，必须注意的事项是图1AA到达最低点时，两球的球心连线可以不程度B实验时，拉起A球，应由静止释放，以便较准确地计算小球碰撞前的速度C屡次测量减小误差时，A球必须从同一高度由静止摆下DA、B两小球碰撞后可以粘合在一起共同运动答案BCD解析要保证一维对心碰撞，必须保证碰撞时球心在同一高度，A项错误；为了较准确地利用机械能守恒定律计算小球碰撞前的速度，小球释放时速度必须为零，B项正确；实验要求屡次测量求平均值，必须保证过程的重复性，A球必须从同一高度由静止摆下，C项正确；两球正碰后，有多种运动情况

2、，所以D正确2多项选择对于实验最终的结论m1v1m2v2m1v1m2v2，以下说法正确的选项是A仅限于一维碰撞B任何情况下m1v12m2v22m1v12m2v22都一定成立C式中的v1、v2、v1、v2都是速度的大小D式中的不变量是m1和m2组成的系统的总动量答案AD解析这个实验是在一维碰撞情况下设计的实验；系统的总动量在碰撞前后保持不变是实验的结论，其他探究的结论情况不成立，而速度是矢量，应考虑方向，应选项A、D正确3在利用斜槽轨道探究物体碰撞时动量变化的规律的实验中，一般采用如图2甲、乙所示的两种装置：图21实验必需要求的条件是_A斜槽轨道必须是光滑的B斜槽轨道末端的切线是程度的C入射球每

3、次都要从同一高度由静止滚下D碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行2假设入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，那么_Am1>m2，r1>r2 Bm1>m2，r1<r2Cm1>m2，r1r2 Dm1<m2，r1r23假设采用图乙所示装置进展实验，以下所提供的测量工具中必需的是_A直尺 B游标卡尺C天平 D弹簧测力计E秒表4设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，那么在用图甲所示装置进展实验时P为未与被碰小球碰撞时入射小球落点的平均位置，所得“验证动量守恒定律的结论为_用装置图中的字母表示答案1BCD2C3AC4

4、m1OPm1OMm2ON解析1做本实验时，应注意每次实验时入射小球与被碰小球碰前速度一样，且方向程度，故B、C、D三项正确至于斜槽是否光滑无需考虑，A项错误2为防止反弹造成入射球返回斜槽，要求入射球质量大于被碰球质量，即m1>m2，为使入射球与被碰球发生对心碰撞，要求两小球半径一样，应选项C正确3设入射小球碰前的速度为v1，入射小球、被碰小球相碰后的速度分别为v1、v2.由于两球都从同一高度做平抛运动，当以运动时间为一个计时单位时，可以用它们平抛的程度位移表示碰撞前后的速度因此，验证的动量守恒关系m1v1m1v1m2v2可表示为m1s1m1s1m2s2.所以需要直尺、天平，而无需弹簧测力

5、计、秒表由于题中两个小球都可认为是从槽口开场做平抛运动的，两球的半径不必测量，故无需游标卡尺4得出验证动量守恒定律的结论应为m1OPm1OMm2ON.4气垫导轨工作时，可忽略滑块与导轨外表间的阻力影响，现借助其探究物体碰撞时动量变化的规律，在程度气垫导轨上放置质量均为m的A、B图中未标出两滑块，左侧滑块的左端、右侧滑块的右端分别与一条穿过打点计时器的纸带相连，打点计时器电源的频率为f.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，待打点稳定后让两滑块以大小不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动如图3所示的甲和乙为某次实验打出的、分别与两个滑块相连的两条纸带，在纸带上以同间距的6个连续

6、打点为一段划分纸带，用刻度尺分别测出其长度为s1、s2和s3.图31判断气垫导轨是否处于程度，以下措施可行的是_填字母代号A将某个滑块轻放在气垫导轨上，看滑块是否静止B让两个滑块相向运动，看是否在轨道的中点位置碰撞C给某个滑块一个初速度，看滑块是否做匀速直线运动D测量气垫导轨的两个支架是否一样高2假设碰前滑块A的速度大于滑块B的速度，那么滑块_选填“A或“B是与纸带甲的_选填“左或“右端相连3碰撞前A、B两滑块的动量大小分别为_、_，实验需要验证是否成立的表达式为_用题目所给的量表示答案1AC2A左30.2mfs10.2mfs30.2mfs1s30.4mfs2解析1判断气垫导体是否处于程度的措

7、施是：将某个滑块轻放在气垫导轨上，看滑块是否静止；或者给某个滑块一个初速度，看滑块是否做匀速直线运动，故A、C正确，B、D错误2因碰前A的速度大于B的速度，且碰后速度一样，A、B的速度相反，故根据动量守恒定律可知，甲中s1和s3是两滑块相碰前打出的纸带，s2是相碰后打出的纸带，所以滑块A应与甲纸带的左侧相连3碰撞前两滑块的速度分别为：v10.2s1fv20.2s3f碰撞后两滑块的共同速度：v0.2s2f所以碰前两滑块动量分别为：p1mv10.2mfs1，p2mv20.2mfs3，总动量为：pp1p20.2mfs1s3；碰后总动量为：p2mv0.4mfs2.要验证动量守恒定律，那么要验证：02m

8、fs1s30.4mfs2.5有甲、乙两辆小车，质量分别为m1302 g、m2202 g，甲小车拖有纸带，通过打点计时器记录它的运动情况，乙小车静止在程度桌面上，甲小车以一定的速度向乙小车运动，与乙小车发生碰撞后两车粘合在一起共同运动这个过程中打点计时器在纸带上记录的点迹如图4所示，在图上还标出了用刻度尺量出的各点的数据，打点计时器的打点频率为50 Hz.图41从纸带上的数据可以得出：两车碰撞过程经历的时间大约为_ s；结果保存两位有效数字2碰前甲车的动量大小为_ kg·m/s，碰后两车的总动量为_ kg·m/s；结果保存三位有效数字3从上述实验中能得出什么结论？_.答案10

9、.1020.2020.2033在误差允许范围内，碰撞前、后两车的总动量保持不变解析此题通过分析纸带来确定甲车速度的变化从纸带上0点开场每0.02 s内甲车位移分别为13.2 mm、13.5 mm、13.5 mm、12.6 mm、11.7 mm、10.8 mm、9.9 mm、9 mm、8.1 mm、8 mm、8 mm.1从以上数据可知从第3点到第8点是碰撞过程，那么t5×0.02 s0.10 s.2碰撞前甲车的速度v1×103 m/s0.670 m/s，碰撞前甲车的动量p1m1v10.302 kg×0.670 m/s0.202 kg·m/s；碰撞后两车的速

10、度v2v1v×103 m/s0.402 m/s，碰撞后两车的总动量pm1m2v0.3020.202×0.402 kg·m/s0.203 kg·m/s.3在误差允许范围内，碰撞前、后两车的总动量保持不变6如图5所示，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和带固定挡板的质量都是M的滑块A、B，做探究物体碰撞时动量变化的规律实验：图51把两滑块A和B紧贴在一起，在A上放一质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A和B，在A和B的固定挡板间放一弹簧，使弹簧处于程度方向上的压缩状态2按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A和B与

11、挡板C和D碰撞同时，电子计时器自动停表，记下A运动至C的时间t1，B运动至D的时间t2.3重复几次取t1、t2的平均值请答复以下几个问题：1在调整气垫导轨时应注意_；2应测量的数据还有_；3作用前A、B两滑块的总动量为_，作用后A、B两滑块的总动量为_用测量的物理量符号和的物理量符号表示答案1用程度仪测量并调试使得气垫导轨程度2A至C的间隔 L1、B至D的间隔 L230MmM或MMm解析1为了保证滑块A、B作用后做匀速直线运动，必须使气垫导轨程度，需要用程度仪加以调试2要求出A、B两滑块在电动卡销放开后的速度，需测出A至C的时间t1和B至D的时间t2，并且要测量出两滑块到两挡板的运动间隔 L1

12、和L2，再由公式v求出其速度3设向左为正方向，根据所测数据求得两滑块的速度分别为vA，vB.作用前两滑块静止，v0，动量之和为0；作用后两滑块的动量之和为MmM.假设设向右为正方向，同理可得作用后两滑块的总动量之和为MMm.7某班物理兴趣小组选用如图6所示的装置来“探究物体碰撞时动量变化的规律将一段不可伸长的轻质小绳一端与力传感器可以实时记录绳所受的拉力相连固定在O点，另一端连接小钢球A，把小钢球拉至M处可使绳程度拉紧在小钢球最低点N右侧放置一程度气垫导轨，气垫导轨上放有小滑块BB上安装宽度较小且质量不计的遮光板、光电门已连接数字毫秒计当地的重力加速度为g.图6某同学按上图所示安装气垫导轨、滑块B调整滑块B的位置使小钢球自由下垂静止在N点时与滑块B接触而无压力和光电门，调整好气垫导轨高度，确保小钢球A通过最低点时恰好与滑块B发生正碰让小钢球A从某位置静止释放，摆到最低点N与滑块B碰撞，碰撞后小钢球A立即反向，碰撞时间极短1为了完成实验，除了毫秒计读数t、碰撞前瞬间绳的拉力F1、碰撞完毕瞬间绳的拉力F2、滑块B的质量mB和遮光板宽度d外